背光單元和使用該背光單元的液晶顯示器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及背光單元和使用該背光單元的液晶顯示器，并且更具體地說，涉及能 夠減小功耗、電磁干擾、發(fā)熱、噪聲和波紋噪聲中的一項(xiàng)或更多項(xiàng)的背光單元和使用該背光 單元的液晶顯示裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 平板顯示器的使用目前正以指數(shù)方式增長。在平板顯示器中，液晶顯示器廣泛用 于要求薄外型的大型數(shù)字電視中，以及要求低功耗的小型移動裝置中。
[0003] 因?yàn)橐壕э@示器的液晶顯示面板上所形成的液晶盒（liquid crystal cell)本身 不發(fā)光，所以液晶顯示器需要背光單元。背光單元通常位于液晶顯示面板的背面，并且將光 照射到液晶顯示面板上。背光單元大大影響了液晶顯示器的性能。此外，例如，背光單元可 以大大影響液晶顯示器的重量、設(shè)計、壽命和功耗，并且大大影響液晶顯示器的諸如色彩再 現(xiàn)、最大亮度、對比度、白色均勾度（white uniformity)和色溫等這樣的圖像質(zhì)量特性。
[0004] 現(xiàn)有的背光單元廣泛使用冷陰極焚光燈（CCFL :cold cathode fluorescent lamp)或外部電極焚光燈（EEFL:external electrode fluorescent lamp)作為它們的光 源。然而，熒光燈具有較大尺寸、高功耗和低亮度。因此，一些目前的背光單元使用發(fā)光二 極管（LED)作為光源。
[0005] LED更加環(huán)保并且具有比熒光燈更快的響應(yīng)時間。此外，LED的色彩再現(xiàn)高達(dá)大約 80至100%。利用LED作為光源的背光單元（下文中稱作"LED背光單元"）具有的優(yōu)點(diǎn)在 于：其通過調(diào)節(jié)由LED發(fā)出的光量，能夠容易地調(diào)節(jié)LED背光單元的亮度和色溫。
[0006] LED背光單元包括多個LED陣列和光源驅(qū)動裝置。LED陣列包括多個LED通道，并 且各個LED通道按照多個LED彼此串聯(lián)連接的方式進(jìn)行構(gòu)造。LED由光源驅(qū)動裝置來驅(qū)動。 利用光源驅(qū)動裝置來控制LED的亮度的方法的示例包括脈沖寬度調(diào)制（PWM)控制方法和脈 沖幅度調(diào)制（PAM)控制方法。
[0007] 如圖1所示，P麗控制方法統(tǒng)一地固定脈沖的幅度（由圖1所示的曲線圖中的電 流指示），并且在每個預(yù)定周期T改變脈沖的寬度，從而控制LED的亮度。PWM控制方法能 夠執(zhí)行背光掃描驅(qū)動和局部調(diào)光驅(qū)動這兩者，局部調(diào)光驅(qū)動能夠通過控制LED的亮度來調(diào) 節(jié)期望位置處的LED背光單元的亮度。背光掃描驅(qū)動是指：沿著液晶顯示面板的數(shù)據(jù)掃描 方向順序接通和斷開LED背光單元的光源的驅(qū)動方法。局部調(diào)光驅(qū)動是指：將LED劃分為 多個塊并調(diào)節(jié)各個塊的調(diào)光值，以便局部控制一個幀周期中的顯示表面的亮度的背光調(diào)光 方法。因?yàn)镻WM控制方法使用脈沖寬度來控制LED的亮度，所以相對容易地實(shí)現(xiàn)低亮度。
[0008] 另一方面，如圖2所示，PAM控制方法統(tǒng)一地固定脈沖的寬度，并且在每個預(yù)定周 期T僅改變脈沖的幅度，從而控制LED的亮度。在PAM控制方法中，不可能執(zhí)行背光掃描驅(qū) 動和局部調(diào)光驅(qū)動。此外，因?yàn)镻AM控制方法利用脈沖的幅度來控制LED的亮度，所以難以 實(shí)現(xiàn)低亮度。
[0009] 現(xiàn)有技術(shù)的光源驅(qū)動裝置利用用于背光掃描驅(qū)動和局部調(diào)光驅(qū)動的PWM控制方 法來控制LED的亮度。然而，PWM控制方法具有以下問題。
[0010] 首先，如圖3A所示，在PWM控制方法中，LED的兩個端子之間的正向電壓VF與LED 中流動的正向電流IF成比例地增大。因?yàn)檎螂娏鱅F在PWM控制方法中被固定為預(yù)定最 大值，所以PWM控制方法中的正向電壓VF大于PAM控制方法中的正向電壓。由此，如圖3B 所示，PWM控制方法中的功耗、電磁干擾（EMI)和發(fā)熱大于PAM控制方法中的功耗、電磁干 擾（EMI)和發(fā)熱。
[0011] 第二，PWM控制方法中輸入/輸出電流的幅度大于PAM控制方法中輸入/輸出 電流的幅度。因此，由于重復(fù)因電路部中流動的電流而產(chǎn)生的壓擴(kuò)（compression and expansion)，產(chǎn)生更多的噪聲。
[0012] 第三，因?yàn)镻WM控制方法接通和斷開LED以便控制LED的亮度，所以由于光能的接 通和斷開而在顯示圖像中產(chǎn)生波紋噪聲。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013] 因此，本發(fā)明涉及一種背光單元和使用該背光單元的液晶顯示裝置，其大致解決 了因現(xiàn)有技術(shù)的局限和缺點(diǎn)而導(dǎo)致的一個或更多個問題。
[0014] 本發(fā)明的目的是，提供一種背光單元和使用該背光單元的液晶顯示器，其能夠執(zhí) 行背光掃描驅(qū)動和局部調(diào)光驅(qū)動這兩者，并且還能夠減少功耗、電磁干擾、發(fā)熱、噪聲和波 紋噪聲。
[0015] 本發(fā)明的另外特征和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中闡述，并且部分地從該描述將變得顯 而易見，或者可以通過本發(fā)明的實(shí)踐而了解。通過書面的描述及其權(quán)利要求以及附圖中具 體指出的結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)和獲得本發(fā)明的目的和其它優(yōu)點(diǎn)。
[0016] 為了實(shí)現(xiàn)這些和其它優(yōu)點(diǎn)，并且根據(jù)本發(fā)明的目的，如具體實(shí)施和廣泛描述的，一 種液晶顯示裝置包括：液晶顯示面板，該液晶顯示面板包括多個像素；選通驅(qū)動電路，該選 通驅(qū)動電路向所述像素提供選通脈沖；數(shù)據(jù)驅(qū)動電路，該數(shù)據(jù)驅(qū)動電路向所述像素提供數(shù) 據(jù)電壓；時序控制器，該時序控制器向所述數(shù)據(jù)驅(qū)動電路和所述選通驅(qū)動電路提供控制信 號；以及背光單元，該背光單元向所述液晶面板提供光，所述背光單元包括：光源，該光源 具有至少一個LED通道；驅(qū)動電壓生成器，該驅(qū)動電壓生成器向所述至少一個LED通道提 供驅(qū)動電壓；以及LED驅(qū)動器，該LED驅(qū)動器從外部源接收控制信息，并且向所述至少一個 LED通道提供條件脈沖寬度和幅度調(diào)制（CPWAM 〖conditional pulse width and amplitude modulation)信號，其中，所述CPWAM信號具有如下脈沖，該脈沖的幅度和寬度這兩者在預(yù) 定長度的一個周期到所述預(yù)定長度的另一個周期均為可變的。
[0017] 在本發(fā)明的另一個方面中，一種與液晶顯示裝置一起使用的背光單元包括：光源， 該光源具有至少一個LED通道；驅(qū)動電壓生成器，該驅(qū)動電壓生成器向所述至少一個LED通 道提供驅(qū)動電壓；以及LED驅(qū)動器，該LED驅(qū)動器從外部源接收控制信息，并且向所述至少 一個LED通道提供條件脈沖寬度和幅度調(diào)制（CPWAM)信號，其中，所述CPWAM信號具有如下 脈沖，該脈沖的幅度和寬度這兩者在預(yù)定長度的一個周期到所述預(yù)定長度的另一個周期均 為可變的。
[0018] 在本發(fā)明的又一個方面中，一種在如下液晶顯示裝置中驅(qū)動光源的方法，其中該 液晶顯示裝置包括液晶顯示面板和光源，該液晶顯示面板包括多個像素，該光源具有至少 一個LED通道以便基于來自外部源的亮度控制信息向所述液晶面板提供光，一種驅(qū)動所述 光源的方法包括以下步驟：基于所述亮度信息生成條件脈沖寬度和幅度調(diào)制（CPWAM)信 號，其中，所述CPWAM信號具有如下脈沖，該脈沖的幅度和寬度這兩者在預(yù)定長度的一個 周期到所述預(yù)定長度的另一個周期均為可變的；以及向所述至少一個LED通道提供所述 CPWAM信號。
[0019] 應(yīng)該理解的是，以上概述和以下詳述都是示例性和解釋性的，并旨在對所要求保 護(hù)的本發(fā)明提供進(jìn)一步的解釋。
[0020] 本申請要求于2013年10月31日提交的韓國專利申請No. 10-2013-0131789的權(quán) 益，此處以引用的方式為了一切目的將上述申請并入本文，如同在本文中完全闡述一樣。
【附圖說明】
[0021] 附圖被包括進(jìn)來以提供對本發(fā)明的進(jìn)一步的理解，并且附圖被并入且構(gòu)成本說明 書的一部分，附圖例示了本發(fā)明的實(shí)施方式，并且與說明書一起用于解釋本發(fā)明的原理。在 圖中：
[0022] 圖1示出在現(xiàn)有技術(shù)的PWM控制方法中使用的脈沖寬度調(diào)制（PWM)信號的波形；
[0023] 圖2示出在現(xiàn)有技術(shù)的PAM控制方法中使用的脈沖幅度調(diào)制（PAM)信號的波形；
[0024] 圖3A示出發(fā)光二極管（LED)正向電壓根據(jù)LED正向電流的變化；
[0025] 圖3B示出根據(jù)PWM控制方法中的調(diào)光的功耗與根據(jù)PAM控制方法中的調(diào)光的功 耗之間的比較；
[0026] 圖4示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的背光單元的示例構(gòu)造；
[0027] 圖5示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的條件脈沖